CN104078636A - 电池装置 - Google Patents

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CN104078636A
CN104078636A CN201410117222.1A CN201410117222A CN104078636A CN 104078636 A CN104078636 A CN 104078636A CN 201410117222 A CN201410117222 A CN 201410117222A CN 104078636 A CN104078636 A CN 104078636A
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cell apparatus
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竹田慎一
粕谷仁
龟田宜晓
草场幸助
小寺将德
矶谷幸宏
野吕和弘
藤原伸得
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Toyoda Gosei Co Ltd
Kyoho Machine Works Ltd
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Toyoda Gosei Co Ltd
Kyoho Machine Works Ltd
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Abstract

本发明涉及一种电池装置，其利用母线以简单结构连接多个电池，并且实现电池的温度均匀化。作为电池装置，利用母线连接多个电池列组的电池。母线具有连结母线、正极母线、负极母线。连结母线具有将一个电池列组中的各个电池的正极端子彼此连接的正极连接部件、以及将与一个电池列组相邻的其他电池列组中的电池的负极面连续地连接的负极连接部件，并具有将正极连接部件和负极连接部件电气连接的结构。正极母线连续地连接正极端子。负极母线连续地连接负极面。

Description

电池装置
技术领域
本发明涉及一种电池装置。
背景技术
作为保持多个圆筒型电池的电池座，已知专利文献1的技术。电池座具有下述结构，即，通过在由多个电池构成的电池列之间，配置波形板形状的分隔板，从而彼此传递电池的热量。电池的性能劣化依存于温度波动。相邻的电池间的温度波动越大，如果存在1个达到寿命的电池，则其他电池也被废弃，因此，在由电池座保持的电池内，没有达到劣化寿命而被废弃的电池数量越增多。因此，通过经由分隔板在相邻的电池间传递热量，使作为整体的电池的温度均等，从而延长作为电池的整体的寿命。
另外，作为其他现有技术所涉及的电池座，已知专利文献2的技术。电池座具有下述结构，即，利用配置为多层的格挡对多个电池的端部进行保持，并且在电池间配置散热板。
专利文献1：日本特开平9－306447号公报
专利文献2：日本特开2011－49013号公报
但是，在专利文献1、2的技术的电池座中，存在下述课题，即，必须设置多个用于传递各电池的热量的分隔板（散热板）、或用于连接多个电池的电极端子的母线，部件个数增多。另外，还存在下述课题，即，在配置与电池端子连接的母线时分隔板等成为障碍。另外，与分隔板的量相对应，使得重量增大，妨碍轻量化。
发明内容
本发明就是为了解决上述课题的至少一部分而提出的，可以作为下述方式而实现。
（1）本发明的一个方式是具有母线的电池装置。在上述电池装置中，使用多个电池，平行地排列多个将该多个电池配置为一列而构成的电池列组，该电池在电池壳体的端面具有正极端子，在从该电池壳体的所述端面的外周部延伸设置的侧面上具有负极面。上述母线的特征在于，具有：连结母线，其具有正极连接部件和负极连接部件，将所述正极连接部件和负极连接部件电气连接，该正极连接部件将一个电池列组中的各个电池的正极端子彼此连接，该负极连接部件将与所述一个电池列组相邻的其他电池列组中的电池的负极面彼此连接；正极母线，其具有正极连接部件和与该正极连接部件连接的外部端子，该正极连接部件在具有未与所述连结母线连接的正极端子的电池列组中，将该正极端子彼此连接；以及负极母线，其具有负极连接部件和与该负极连接部件连接的外部端子，该负极连接部件在具有未与所述连结母线连接的负极面的电池列组中，将该负极面彼此连接。在本方式中，在母线中，连结母线通过跨越电池列组而配置，从而将一个电池列组的电池的正极端子彼此连接，并且将其他电池列组的负极面彼此连接。因此，通过跨越多个电池列组而配置多个连结母线，从而能够并联地连接电池列组的各电池，并且能够将电池列组之间串联连接。因此，多个电池的配线作业变得容易。由于连结母线的负极连接部件将电池列组的负极面彼此连接，所以在电池列组的各电池之间传递热量，使电池的温度均匀化。由于负极母线的负极连接部件将电池列组的负极面彼此连接，所以在电池列组的各电池之间传递热量，使电池的温度均匀化。正极母线的正极连接部件连接电池的正极端子，并且通过导热使各电池的温度均匀化。因此，母线具有使电池的热量均匀的功能，因此，不会因热量而促进一部分电池的劣化，可以实现电池的长寿命化。另外，母线除了用于电气连接电池的功能之外，还具有使电池的热量均匀的功能，因此，不需要专用的散热板，可以实现轻量化及部件个数的减少。
（2）在其他方式的电池装置中，通过将板状部件折弯为L字形，形成所述正极连接部件和所述负极连接部件。
（3）在其他方式的电池装置中，所述负极连接部件和所述一个电池列组的负极面之间隔着绝缘包覆层而确保电气绝缘性。
（4）在其他方式的电池装置中，所述负极连接部件具有与所述电池的负极面接触的端子面。
（5）在其他方式的电池装置中，所述负极连接部件形成为，利用1个板状的部件连续地连接多个电池的各个负极面。
（6）在其他方式的电池装置中，在所述电池中，该电池的侧面为圆筒，所述端子面具有与所述电池的圆筒的侧面进行面接触的曲面。
（7）在其他方式的电池装置中，所述正极母线具有与所述正极连接部件一体形成的热传递板，该热传递板和所述电池列组的负极面之间隔着绝缘包覆层而确保电气绝缘性。
（8）在其他方式的电池装置中，在所述电池中，该电池的侧面为圆筒，所述热传递板具有与所述电池的圆筒的侧面隔着规定间隙而配置的曲面。
（9）在其他方式的电池装置中，所述电池的侧面，除了所述负极面之外还具有电气绝缘性的绝缘侧面，该电池装置具有热连接部件，该热连接部件配置为横穿多个电池列组的电池之间，具有与所述绝缘侧面接触的接触面。
（10）在其他方式的电池装置中，所述热连接部件与所述正极母线或者所述负极母线中的任一个连结。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施例所涉及的保持电池的电池座装置的斜视图。
图2是表示图1的电池座装置的俯视图。
图3是表示连结母线的斜视图。
图4是表示利用连结母线将一个电池列组和相邻的其他电池列组连接的情况的斜视图。
图5是说明利用连结母线跨越电池列组而连接多个电池的电气连接路径的说明图。
图6是表示正极母线的斜视图。
图7是说明利用正极母线连接电池列组的多个电池的情况的斜视图。
图8是说明利用正极母线连接电池列组的多个电池的电气连接路径的说明图。
图9是表示负极母线的斜视图。
图10是说明利用负极母线连接电池列组的多个电池的情况的斜视图。
图11是说明利用负极母线连接电池列组的多个电池的电气连接路径的说明图。
图12是说明连接电池座装置的电池列组的多个电池的电气连接路径的说明图。
标号的说明
10…电池座装置
30…母线
40…连结母线
40a…连结部
41…正极连接部件
41a…端子片
42…负极连接部件
42a…端子面
42b…绝缘包覆层
50…正极母线
50a…连结部
51…正极连接部件
51a…端子片
52…热传递板
52a…绝缘包覆层
53…正极外部端子
60…负极母线
61…负极连接部件
61a…端子面
63…负极外部端子
70…热连接部件
72…正极侧热连接部件
72a…接触面
74…负极侧热连接部件
74a…接触面
EC…电气连接路径
BG…电池列组
Bt…电池
Btc…电池壳体
Btn…负极面
Btp…正极端子
Bti…绝缘侧面
具体实施方式
（1）电池座装置的概略结构
图1是表示本发明的一个实施例所涉及的保持电池的电池座装置的斜视图。图2是表示图1的电池座装置的俯视图。电池座装置10具有下述结构，即，对多个电池Bt进行支撑，并且利用母线30将各个电池Bt连接。电池Bt是圆筒形的通用电池，例如，可以使用作为汽车用电源使用的锂离子电池。
在图1中图示出彼此正交的XYZ轴。将X轴方向也称为电池的列方向。Y轴方向是与列方向正交的方向，也被称为电池的行方向。Z轴方向是与电池的侧面平行的方向，也将其称为电池的轴向。
如图2所示，在沿X轴方向排列多个电池的情况下，将这些电池的组合作为电池列组。在这里，假设沿Y轴方向配置有k列（k为自然数）电池列组。此外，在以下的说明中，将这些电池列组从图示的前侧依次表示为BG（1）、BG（2）···BG（n）···BG（k）。
在图1中，各个电池Bt具有圆筒形状的电池壳体Btc。在电池壳体Btc的端面（图示的上表面）上，形成有正极端子Btp。另外，在电池壳体Btc的侧面的上部，形成有负极面Btn。电池壳体Btc的没有形成负极面Btn的侧面，成为绝缘侧面Bti。
（2）各部分的结构
母线30具有连结母线40、正极母线50、以及负极母线60，这些母线分别配置在电池Bt的上部以及电池Bt的侧面。
图3是表示连结母线40的斜视图。图4是说明利用连结母线40将一个电池列组BG（n）和相邻的其他电池列组BG（n＋1）连接的情况的说明图。在图3中，连结母线40通过对金属制的薄板进行冲压成型而形成，具有正极连接部件41和负极连接部件42，在正极连接部件41和负极连接部件42之间的连结部40a处折弯为直角。正极连接部件41是列方向延伸的长条的薄板。在正极连接部件41上，在列方向上，以规定间隔形成有电池Bt数量的端子片41a。各个端子片41a是与电池Bt的正极端子Btp连接的部位，由悬臂片形成，通过在被正极端子Btp按压时弯曲，从而提高电气连接性。由于各个端子片41a与各个电池Bt的正极端子Btp连接，所以正极连接部件41连续地连接多个电池Bt的正极端子Btp。
负极连接部件42是向列方向延伸的长条的波形薄板。在负极连接部件42上，在列方向上，以规定间隔形成有电池Bt数量的端子面42a。各个端子面42a是与电池Bt的负极面Btn连接的部位，为了与电池Bt的侧面的负极面Btn面接触而形成为波形，从而在与负极面Btn接触时提高电气连接性。由于各个端子面42a与各个电池Bt的负极面Btn连接，所以负极连接部件42连续地连接多个电池Bt的负极面Btn。
图5是说明利用连结母线跨越电池列组而连接多个电池的电气连接路径的说明图。如图5所示，说明对于2列的电池列组BG（n）、BG（n＋1），由连结母线40（n）、40（n＋1）连接的情况。在电池列组BG（n）的电池Bt的上部配置连结母线40（n），在电池列组BG（n＋1）的电池Bt的上部配置连结母线40（n＋1）。连结母线40（n＋1）的正极连接部件41与电池列组BG（n＋1）的电池Bt的正极端子Btp连接。正极连接部件41由于与负极连接部件42为一体，所以与负极连接部件42连接。负极连接部件42由于与电池列组BG（n＋1）的负极面Btn之间隔着绝缘包覆层42b，所以未电气连接，而与相邻的电池列组BG（n）的电池Bt的负极面Btn连接。另外，电池列组BG（n）的电池Bt的正极端子Btp与连结母线40（n）的正极连接部件41连接。即，电池列组BG（n）、BG（n＋1）经由连结母线40（n）、40（n＋1），通过由虚线表示的电气连接路径EC而串联连接。
图6是表示正极母线50的斜视图。图7是说明利用正极母线50连接电池列组的多个电池的情况的斜视图。在图6中，正极母线50通过对金属制的薄板进行冲压成型而形成，具有正极连接部件51、热传递板52、以及正极外部端子53，在正极连接部件51和热传递板52之间的连结部50a处折弯为直角。正极连接部件51是向列方向延伸的长条的薄板。在正极连接部件51上，在列方向上，以规定间隔形成有电池Bt数量的端子片51a。各个端子片51a是与电池Bt的正极端子Btp连接的部位，由悬臂片形成，通过在被正极端子Btp按压时弯曲，从而提高电气连接性。由于各个端子片51a与各个电池Bt的正极端子Btp连接，所以正极连接部件51连续地连接多个电池Bt的正极端子Btp。热传递板52是向列方向延伸的长条的波形薄板。由于在行方向上，在热传递板52与电池Bt的负极面Btn之间存在绝缘包覆层52a（参照图8），所以相对于负极面Btn确保电气绝缘性。正极外部端子53形成在正极母线50的端部，是作为电池座装置10的整体的正极的外部端子。
图8是说明利用正极母线50连接电池列组的多个电池的电气连接路径的说明图。正极母线50的正极连接部件51与电池列组BG（1）的电池Bt的正极端子Btp连接。正极连接部件51与热传递板52是一体，但由于在热传递板52与电池列组BG（1）的负极面Btn之间存在绝缘包覆层52a，所以热传递板52不会与负极面Btn电气连接。因此，正极母线50通过由虚线表示的电气连接路径EC与正极端子Btp串联连接，在正极外部端子53的部位作为外部端子起作用。
图9是表示负极母线60的斜视图。图10是说明利用负极母线60连接电池列组BG（k）中的多个电池的情况的说明图。在图9中，负极母线60通过对金属制的薄板进行冲压成型而形成，具有负极连接部件61和负极外部端子63。负极连接部件61是向列方向延伸的长条的波形薄板。在负极连接部件61上，在列方向上，以规定间隔形成有电池Bt数量的端子面61a。各个端子面61a是与电池Bt的负极面Btn连接的部位，为了与电池Bt的侧面的负极面Btn面接触而形成为波形，在与负极面Btn接触时提高电气连接性。由于各个端子面61a与各个电池Bt的负极面Btn连接，所以负极连接部件61连续地连接多个电池Bt的负极面Btn。负极外部端子63形成在负极母线60的端部，是作为电池座装置10的整体的负极的外部端子。
图11是说明利用负极母线60连接电池列组BG中的多个电池的电气连接路径的说明图。负极母线60的负极连接部件61与电池列组BG（k）的电池Bt的负极面Btn连接。因此，负极母线60通过由虚线表示的电气连接路径EC串联连接电池Bt，在负极外部端子63的部位作为外部端子起作用。
如图7及图10所示，在正极母线50以及负极母线60上，形成热连接部件70。热连接部件70由正极侧热连接部件72（图7）和负极侧热连接部件74（图10）构成。正极侧热连接部件72从正极母线50的热传递板52的端部的下部延伸设置。即，正极侧热连接部件72形成为使与电池Bt的侧面面接触的接触面72a连续的波形，但以不与负极面Btn接触的方式，从正极母线50的热传递板52的下部延伸设置。另外，负极侧热连接部件74从负极母线60的端部延伸设置。即，负极侧热连接部件74形成为以与电池Bt的侧面面接触的方式使接触面74a连续的波形，但以不与负极面Btn接触的方式，从负极母线60的端部的下部延伸设置。如图2所示，正极侧热连接部件72以及负极侧热连接部件74配置为，在电池列组BG之间倾斜地横穿，并且在相邻的电池Bt的侧面中与除了负极面Btn之外的侧面接触。
图12是说明连接电池座装置的电池列组的多个电池的电气连接路径的说明图。图12的电池的配线表示，从图示的左侧分别连接图8、图5、图11所示的电气连接路径的结构。正极母线50的正极外部端子53连接至连结母线40、负极母线60的负极外部端子63，将电池列组BG的电池Bt并联连接，并且依次串联连接电池列组BG。
（3）电池座装置的作用?效果
如图4及图5所示，母线30的连结母线40通过跨越电池列组而配置，从而连续地连接一个电池列组的电池Bt的正极端子Btp，并且，连续地连接其他电池列组的负极面Btn。因此，通过跨越多个电池列组地配置多个连结母线40，从而能够并联连接电池列组的各电池Bt，并且，能够在电池列组之间进行串联连接。因此，使多个电池Bt的配线作业变得容易。
如图4及图5所示，由于连结母线40的负极连接部件42连续地连接电池列组的负极面Btn，所以在电池列组的各电池Bt之间传递热量，使电池Bt的温度均匀化。如图10及图11所示，由于负极母线60的负极连接部件61连续地连接电池列组的负极面Btn，所以在电池列组的各电池Bt之间传递热量，使电池Bt的温度均匀化。如图7及图8所示，由于正极母线50的热传递板52也经由绝缘包覆层52a而配置在电池列组的电池Bt的侧面上，所以通过从电池Bt的侧面的散热，使与正极母线50连接的各电池的温度均匀化。因此，母线30还具有使电池Bt的热量均匀的功能，因此，不会因热量而促进一部分电池Bt的劣化，可以实现电池的长寿命化。另外，母线30除了用于电气连接电池Bt的功能之外，还具有使电池Bt的热量均匀的功能，因此，不需要专用的散热板，可以实现轻量化及部件个数的减少。
如图3所示，连结母线40的正极连接部件41和负极连接部件42，是将金属制的薄板折弯为L字形而形成的，因此，结构简单，并且可以减少部件个数。
如图5所示，在连结母线40的负极连接部件42和电池列组的电池Bt的负极面Btn之间，形成有绝缘包覆层42b。由于该绝缘包覆层42b与负极面Btn接触，所以可以高效地冷却电池Bt。
如图3所示，连结母线40的负极连接部件42的端子面42a为波形，与电池Bt的侧面之间的接触面积大，从而提高电接触性能，并且导热性也优异。另外，如图10所示，由于负极母线60的负极连接部件61的端子面61a同样也是波形，所以与电池Bt的侧面之间的接触面积大，从而提高电接触性能，并且导热性也优异。
如图2所示，热连接部件70跨越多个电池列组而横穿地与电池Bt的侧面接触。因此，跨越多个电池列组而传递热量，使电池Bt的温度均匀化。由此，可以实现电池座装置10整体的电池Bt温度的均匀化，可以使整体的电池寿命增加。
热连接部件70的正极侧热连接部件72（图7）以及负极侧热连接部件74（图9），分别与正极母线50以及负极母线60一体形成，因此可以减少部件个数。
（4）其他实施例
本发明并不限于上述的实施方式、实施例或变形例，在不脱离其主旨的范围内，可以以各种结构实现。
在上述实施例中，如图3所示，说明了下述结构，即，通过将金属制的薄板折弯为L字形而形成正极连接部件41和负极连接部件42，从而减少部件个数的结构，但并不限于此，如果构成为，将正极连接部件41和负极连接部件42分体地形成，并利用配线等连接，则可以提高电池列组的排列自由度。
如图5所示，在上述实施例所涉及的连结母线40中，为了使负极连接部件42相对于一个电池列组的负极面Btn确保电气绝缘性，而设置绝缘包覆层42b，但并不限于此，也可以在负极连接部件的表面上安装由绝缘材料构成的薄膜或覆膜等，也可以是隔着间隙的结构。
在上述实施例中，说明了图6及图10所示的热连接部件70与正极母线50以及负极母线60一体地形成的结构，但也可以将它们分体地形成。在此情况下，热连接部件70不受限于正极母线50以及负极母线60的形状，容易制造。
在上述实施例中，针对将多个电池配置为正三角形的结构进行了说明，但并不限于此，对于多个电池，可以采用配置为方格状的结构，或为了省空间而以使电池的间隙最小的方式配置等各种配置。
在上述实施例中，针对电池为圆柱状类型进行了说明，但并不限于此，可以使用方形或纽扣电池等，只要不损害其作用效果即可。

Claims (10)

1.一种电池装置，其使用多个电池，平行地排列多个将该多个电池配置为一列而构成的电池列组，并具有母线，该电池在电池壳体的端面具有正极端子，在从该电池壳体的所述端面的外周部延伸设置的侧面上具有负极面，
该电池装置的特征在于，
所述母线具有：
连结母线，其具有正极连接部件和负极连接部件，将所述正极连接部件和负极连接部件电气连接，该正极连接部件将一个电池列组中的各个电池的正极端子彼此连接，该负极连接部件将与所述一个电池列组相邻的其他电池列组中的电池的负极面彼此连接；
正极母线，其具有正极连接部件和与该正极连接部件连接的外部端子，该正极连接部件在具有未与所述连结母线连接的正极端子的电池列组中，将该正极端子彼此连接；以及
负极母线，其具有负极连接部件和与该负极连接部件连接的外部端子，该负极连接部件在具有未与所述连结母线连接的负极面的电池列组中，将该负极面彼此连接。
2.根据权利要求1所述的电池装置，其中，
所述连结母线通过将板状部件折弯为L字形，形成所述正极连接部件和所述负极连接部件。
3.根据权利要求1或2所述的电池装置，其中，
所述负极连接部件和所述一个电池列组的负极面之间隔着绝缘包覆层而确保电气绝缘性。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池装置，其中，
所述负极连接部件具有与所述电池的负极面接触的端子面。
5.根据权利要求4所述的电池装置，其中，
所述负极连接部件形成为，利用1个板状的部件连续地连接多个电池的各个负极面。
6.根据权利要求5所述的电池装置，其中，
在所述电池中，该电池的侧面为圆筒，所述端子面具有与所述电池的圆筒的侧面进行面接触的曲面。
7.根据权利要求6所述的电池装置，其中，
所述正极母线具有与所述正极连接部件一体形成的热传递板，该热传递板和所述电池列组的负极面之间隔着绝缘包覆层而确保电气绝缘性。
8.根据权利要求7所述的电池装置，其中，
在所述电池中，该电池的侧面为圆筒，所述热传递板具有与所述电池的圆筒的侧面隔着规定间隙而配置的曲面。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电池装置，其中，
所述电池的侧面，除了所述负极面之外还具有电气绝缘性的绝缘侧面，该电池装置具有热连接部件，该热连接部件配置为横穿多个电池列组的电池之间，具有与所述绝缘侧面接触的接触面。
10.根据权利要求9所述的电池装置，其中，
所述热连接部件与所述正极母线或者所述负极母线中的至少一个连结。
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